Мягкая батарея из дерева

Используя целлюлозное нановолокно из древесных волокон, команда из Королевского технологического института и Стэнфордского университета произвела мягкий материал для батареи, который может выдержать интенсивное внешнее воздействие.

«Можно создавать невероятные материалы из деревьев и целлюлозы», говорит Макс Хамеди (Max Hamedi), исследователь из Королевского технологического института и Гарвардского университета. «Одним из преимуществ древесного аэрогеля является то, что он может быть использован для трехмерных структур».

«Существуют предельное значение того, насколько тонкий аккумулятор может быть, но это становится менее актуальным вопросом в 3D» говорит Хамеди. «Мы больше не ограничены двумя измерениями. Мы можем создавать в трех измерениях, что позволяет нам поместить больше электроники в меньшем пространстве».
3D структура позволяет хранить значительно больше энергии в меньшем пространстве, чем это возможно с обычными батареями.

«Трехмерные, пористые материалы рассматривались как препятствие к созданию электродов. Но мы доказали, что это не проблема. На самом деле, этот тип структуры и материальная архитектура позволяют проявлять гибкость и свободу в дизайне батарей».

Целлюлозное нановолокно также известно, как целлюлозный нанофибрилл (CNF). Процесс создания материала начинается с разрушения древесного волокна, что делает его примерно в миллион раз тоньше. Целлюлозное нановолокно растворяют, замораживают и затем производят холодную сушку так, чтобы вся влага испарилась, минуя жидкое состояние. Затем материал проходит через процесс, в котором молекулы стабилизируются так, что материал не разрушается.

«Результатом является материал, который является одновременно прочным, легким и мягким», говорит Хамеди. «Материал напоминает пену в матрасе, хотя он немного сложнее, легче и более пористый. Вы можете его трогать, не рискуя повредить».

Готовый аэрогель может быть затем оснащен электронными свойствами. «Мы используем очень точный метод, примерно на атомном уровне, добавляя чернила, которые проводят электричество, в аэрогель. Таким образом, можно покрыть всю поверхность изнутри».

С точки зрения площади поверхности, Хамеди сравнивает материал с парой легких человека, которые, если их развернуть могли бы накрыть целое футбольном поле. «Точно так же один кубический дециметр аккумуляторного материала будет иметь рабочую поверхность, площадь которой больше половины футбольного поля», объясняет он.

«Вы можете давить на него столько, сколько вы хотите. В то время как гибкая и растяжимая электроника уже существуют, ударостойкость является новшеством».

Исследование было проведено в Научном центре Валленберг Вуд Королевского технологического института. опубликовано econet.ru